[發明專利]一種石墨化合金鑄鐵電焊條

無效

• 申請號: 201210006067.7
• 申請日: 2012-01-10
• 公開（公告）號: CN102528322A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 徐錦鋒;翟秋亞
• 申請（專利權）人: 西安理工大學
• 主分類號: B23K35/30
• 分類號: B23K35/30;B23K35/365
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 李娜

技術領域

本發明屬于材料加工技術領域，涉及一種石墨化合金鑄鐵電焊條。

背景技術

鑄件在成形過程中，由于鑄造工藝的復雜性，不可避免地會產生各種鑄造缺陷。因此，對缺陷鑄件進行挽救修復使之成為合格品具有重大的實用意義和顯著的經濟效益。鑄鐵中的碳、硅元素及硫、磷等雜質元素含量高，強度低、脆性大，焊接性較差。在常規焊接條件下，焊縫金屬極易產生白口及裂紋，導致焊區機械加工性能不良甚至焊補修復失效。為攻克鑄鐵合金焊接難問題，早在上世紀70年代末，吉林工大等單位即對鑄鐵焊接材料進行了研究，獲得了不同牌號的焊條系列。1988年建立了鑄鐵焊材國家標準(GB10044-88)。但是，對鑄鐵焊材的研發工作仍在持續。迄今為止，常用鑄鐵焊條大致分為兩大類：同質焊材和異質焊材。其中，異質焊材包括生產中最為常用的純鎳芯焊條Z308、鎳鐵芯焊條Z408和鎳銅芯焊條Z508，謂之鎳基焊條。用鎳基焊條獲得的焊縫金屬是由單相奧氏體基體組成，與鑄鐵件本體成分、組織和性能差異大，尤其焊縫色澤與鑄件本體不一致，鑄件上的“焊疤”赫然在目，通常僅用于冷焊條件下不重要的加工面和非加工面鑄造缺陷的焊補修復。鑄鐵同質焊條主要包括：用于焊補灰鑄鐵的鋼芯冷焊焊條Z208和鑄鐵芯熱態焊焊條Z248等。用同質焊條獲得的焊縫金屬通常為鑄鐵組織，但是，實踐證明，只有熱態焊，即施焊前須將鑄件預熱到600-700℃，方可滿足焊縫成分、組織和性能與本體的一致性要求。由于鑄件加熱溫度高、能耗大、周期長、操作環節差，其應用受到限制。鑒于此，筆者公開了一種用于灰鑄鐵和球墨鑄鐵焊接的同質電焊條/氣焊絲(專利號：ZL200510096376.8，公開號：1769002，公開日：2006-05-10)。該技術采用物理冶金方法將微量強石墨化元素直接加入到焊芯和焊絲金屬中，通過焊芯和藥皮雙向過渡合金元素，從而有效地增強了焊縫金屬石墨化能力，降低了焊縫金屬對冷卻速率的敏感性。在非加工面缺陷修復方面，可取代昂貴的鎳基焊條實現冷焊作業，室溫焊接無裂紋；在重要加工面修復方面，預熱200～300℃即可達到傳統熱態焊600～700℃效果。適用于各種牌號灰鑄鐵和球墨鑄鐵件重要加工面和非加工面上各類缺陷的修復和鑄鐵零部件、破損件的焊接焊補以及加工件尺寸彌補等。然而，近年來，我國鑄件市場發生了深刻地變化，對鑄鐵件外觀成形質量要求日趨苛刻，鑄鐵件的焊補修復必須滿足焊補區色澤、硬度、強度、耐腐蝕性與本體保持一致。同時，綠色化鑄造生產還要求實現冷焊作業，以最大限度的降低成本及環境污染。為此，必須研發新型鑄鐵焊接焊材以適應高性能高品質鑄鐵件的生產需要。

發明內容

本發明的目的在于提供一種石墨化合金鑄鐵電焊條，使鑄鐵焊接時無需高溫預熱即可滿足焊縫成分、組織和性能與本體的一致性要求。

本發明所采用的技術方案是，一種石墨化合金鑄鐵電焊條，由焊芯和藥皮組成，焊芯由以下組分按重量百分比組成：C2.6％～4.0％、Si3.6％～5.6％、Ni20％～60％、Cu5％～20％、Co1％～5％、Mn≤0.6％、S≤0.03％、P≤0.07％，Cr≤0.8％，其余為Fe；

藥皮由以下組分組成：大理石、螢石、鉀長石、碳酸鋇、鱗片狀石墨、泥石墨、45^#硅鐵、白泥和碳酸鈉。其中按重量百分比：大理石15％～20％、螢石12％～15％、鉀長石15％～18％、碳酸鋇7％～12％、鱗片狀石墨5％～9％、泥石墨8％～11％、45^#硅鐵10％～13％、白泥15％～17％。大理石、螢石、鉀長石、碳酸鋇、鱗片狀石墨、泥狀石墨、45硅鐵和白泥的組分總量為100％；

碳酸鈉占大理石、螢石、鉀長石、碳酸鋇、鱗片狀石墨、泥石墨、45^#硅鐵、白泥總量的0.2％～0.6％。

本發明電焊條的有益效果是：

(1)焊縫為鑄鐵組織，具有和本體相一致的微觀結構，焊縫組織和色澤與鑄鐵件一致；

(2)焊縫組織由奧氏體和晶間石墨組成，無自由滲碳體和萊氏體等硬質相形成，焊縫硬度和本體一致，機加工性能優良；

(3)焊縫中大量石墨相的形成顯著地提高了焊縫金屬的抗裂性；

(4)冷焊作業便于實現綠色化生產和降低生產成本。

具體實施方式

下面結合具體實施方式對本發明進行詳細說明。

本發明提供的一種石墨化合金鑄鐵電焊條所用的合金鑄鐵焊芯，采用電爐熔配低雜質含量的鐵液，經爐前孕育處理后澆注而成，焊芯規格為Φ(3～5)mm×400mm。